本发明涉及薄膜镁电池磷酸锆镁固态电解质靶材、制备方法及薄膜镁电池，属于镁电池技术领域。包括：将镁盐粉末与五氧化二磷和氧化锆粉末混合得到混合粉末；将混合粉末放入密闭球磨罐内与氧化锆球相混合，然后添加分散剂继续混合、球磨；然后在球磨罐添加粘结剂，继续球磨；球磨后的合成粉过500目的筛，过筛的合成粉倒入震动模具内，加压，形成模压的坯料；将坯料放入冷等静压机内加压并保压，得到冷等静压后的磷酸锆镁固态电解质靶材坯料；将磷酸锆镁固态电解质靶材坯料放入气氛烧结炉内或者放入真空烧结炉内，多段保温后，随炉自然冷却到室温，得到薄膜镁电池磷酸锆镁固态电解质靶材。本发明的固态电解质靶材的成分均匀，便于薄膜沉积。